Hutan adalah organisme hidup yang kompleks di bawah tekanan konstan. Periode panas melemah pohon, kumbang kulit mengeksploitasi kelemahan ini
Kebakaran hutan menghancurkan dalam beberapa jam apa yang telah tumbuh selama beberapa dekade. Inspeksi konvensional oleh rimbawan seringkali hanya dapat mendeteksi perubahan seperti itu ketika hampir terlambat. Penelitian di Universitas Johannes Kepler Linz sekarang bertujuan untuk dengan cepat dan mudah merekam kesehatan hutan di semua lapisan dari pandangan mata burung
Inilah yang dimungkinkan oleh indeks vegetasi – semacam termometer demam untuk ekosistem. Rahasia di balik ini terletak pada cahaya. Daun yang sehat memiliki sidik jari cahaya yang khas: klorofilnya menyerap cahaya merah untuk fotosintesis, sedangkan jaringan selnya memantulkan cahaya inframerah yang sangat tidak terlihat. Tumbuhan yang sakit atau stres kehilangan kemampuan ini – mereka mencerminkan lebih banyak merah dan kurang inframerah. Indeks vegetasi paling terkenal NDVI (indeks vegetasi perbedaan yang dinormalisasi) memanfaatkan perbedaan ini. Satelit, pesawat terbang, dan drone yang dilengkapi dengan sensor multispektral optik memantau kesehatan hutan dengan cara ini – dengan satu batasan penting hingga saat ini: sensor hanya mencatat cahaya yang dipantulkan dari lapisan vegetasi atas. Lapisan di bawah ini tidak dapat diukur karena lapisan di atas dikaburkan, yang berarti bahwa kesehatan semak -semak tetap tidak diketahui.
Teknologi JKU diterapkan
Para peneliti di Institute of Computer Graphics (Kepala: Oliver Bimber) dan Pusat Penelitian Lingkungan Helmholtz di Leipzig kini telah berhasil untuk pertama kalinya dalam mengukur indeks vegetasi dari seluruh volume hutan melalui semua lapisan kedalaman – dari mahkota hingga lantai hutan – dari udara. Teknologi utama di sini: Metode penginderaan jauh “Airborn Optical Sectioning (AOS)” dikembangkan di Universitas Johannes Kepler. AOS memungkinkan untuk menghilangkan penutup vegetasi dari foto udara. Metode ini telah menunjukkan potensinya dalam mencari orang yang hilang, pengamatan satwa liar dan deteksi dini kebakaran hutan. Sekarang digunakan untuk memberikan pandangan yang jelas tentang semua lapisan hutan dengan bantuan drone multispektral.
Jaringan saraf dilatih
Meskipun pengaburan di setiap lapisan tampak berkurang dengan lapisan di atasnya, kesalahan residual tetap yang mengarah pada pengukuran spektral yang salah dan dengan demikian memalsukan indeks vegetasi. Para peneliti sekarang telah dapat memperbaiki kesalahan residu ini menggunakan jaringan saraf tiga dimensi dengan total tiga miliar parameter yang terlatih
Hasilnya tidak hanya mengungkapkan kesehatan seluruh volume hutan, tetapi pada akhirnya juga memberikan informasi tentang penyimpanan karbon dan kemampuan beradaptasi hutan – kedua indikator utama untuk pemahaman kita tentang perubahan iklim
Keterbatasan utama dari pendekatan kami saat ini adalah bahwa kami saat ini tidak dapat membedakan antara area dalam volume hutan yang mengandung vegetasi atau tidak ada vegetasi. Dalam kedua kasus, kami merekonstruksi indeks vegetasi, yaitu juga di tempat -tempat di mana tidak ada tanaman yang tumbuh, tetapi di mana hanya ada udara. Meskipun indeksnya sangat rendah untuk area tanpa vegetasi, masih memungkinkan kebingungan dengan vegetasi khusus, yang juga memiliki indeks vegetasi rendah, “ kata Prof. Oliver Bimber dari Institute of Computer Graphics
Di masa depan, metode ini harus diperluas agar dapat membedakan secara tepat antara kedua kasus ini. Ini juga akan memungkinkan untuk secara akurat memperkirakan biomassa dalam volume hutan. Selain NDVI yang sudah digunakan, nilai informatif dari indeks vegetasi lainnya dalam rekonstruksi volume harus diselidiki dan kompleksitas komputasi dari pendekatan berkurang. Pesawat memungkinkan area yang lebih besar untuk disurvei daripada drone. Resolusi satelit, di sisi lain, masih terlalu rendah untuk pendekatan
Metode ini sekarang akan diterbitkan di Mitra Ilmu Pengetahuan Jurnal Remote Sensing . Pra-publikasi sudah tersedia secara online secara gratis
